7.5 算术类指令

7.5 算术类指令

一．算术运算类指令

8086/8088 支持：

加法 减法 乘法 除法加 1 / 减 1求补 比较BCD 调整符号扩展

这部分开始，标志位非常重要。书上表 4.8 里面的符号大意是：

O：该指令会影响这个标志位-：不影响这个标志位*：标志位结果不确定1：该标志位置 1

算术运算经常影响：CF、PF、AF、ZF、SF、OF

这些标志位后面会配合条件转移使用，例如：

JZ JNZ JC JNC JS JNS JO JNO

所以学算术指令，不能只看结果，还要看 FLAGS。

二、ADD 和 SUB

ADD 是加法，SUB 是减法。

格式：

ADD dest, src SUB dest, src

功能：

ADD: dest ← dest + src SUB: dest ← dest - src

注意结果送回目的操作数 dest。源操作数 src 不变。

1. ADD/SUB 的常见形式

书上总结了几种：

ADD reg, reg/mem ADD mem, reg ADD reg/mem, imm

SUB reg, reg/mem SUB mem, reg SUB reg/mem, imm

意思是：目的操作数可以是寄存器或内存，源操作数可以是寄存器、内存或立即数但不能两个操作数同时是内存，目的操作数不能是立即数

例如合法：

ADD AX, BX ADD AX, [SI] ADD [SI], AX ADD AX, 1234H ADD WORD PTR [SI], 1

不合法：ADD [1000H], [2000H] ADD 1234H, AX

2. 操作数长度必须一致

例如：ADD AX, BX两个都是 16 位，合法。

ADD AL, BL两个都是 8 位，合法。

但：ADD AX, BL不合法。

3. ADD/SUB 会影响哪些标志位？

ADD/SUB 会影响：CF、PF、AF、ZF、SF、OF

其中最重要的是：

CF：无符号进位/借位OF：带符号溢出ZF：结果是否为 0SF：结果符号位

例 4.9：ADD BX, AX

书上给：AX = 65A0H BX = B79EH

执行：ADD BX, AX

意思是：BX ← BX + AX

计算：B79EH + 65A0H = 11D3EH

16 位寄存器 BX 只能保存低 16 位，所以：BX = 1D3EH

最高位产生了进位，所以：CF = 1

1. 如果按无符号数看

AX = 65A0H，是一个无符号正数。

BX = B79EH，也是一个无符号数。

它们相加结果超过 16 位范围，所以：CF = 1

说明无符号加法溢出了。

2. 如果按带符号数看

16 位带符号数看最高位。

AX = 65A0H，最高位是 0，所以是正数。

BX = B79EH，最高位是 1，所以是负数。

正数加负数，一般不会发生带符号溢出，所以：OF = 0

这就体现了：同一串二进制，按无符号数看和按带符号数看，结论可能不同

三、ADC 和 SBB

ADC 是带进位加法。SBB 是带借位减法。（之前arm系统都讲过看一下格式区别吧）

格式：

ADC dest, src SBB dest, src

功能：

ADC: dest ← dest + src + CFSBB: dest ← dest - src - CF

这里的 CF 是之前低位运算产生的进位或借位。

1. 为什么需要 ADC/SBB？

因为 8086 是 16 位 CPU，但你可能要处理 32 位、64 位数据。

比如做 32 位加法，需要分成低 16 位和高 16 位分别处理。

低 16 位相加可能产生进位，这个进位要加到高 16 位里。这时就要用 ADC。

同理，32 位减法时，低 16 位不够减产生借位，高 16 位要减掉这个借位，这时用 SBB。

例 4.10：32 位数相减 Z = X - Y

书上例子：X、Y、Z 都是 32 位数

每个 32 位数占 4 个字节，也就是两个 16 位字：低 16 位 高 16 位

代码是：

MOV AX, WORD PTR X SUB AX, WORD PTR Y MOV WORD PTR Z, AX MOV AX, WORD PTR X+2 SBB AX, WORD PTR Y+2 MOV WORD PTR Z+2, AX

1. 先算低 16 位

MOV AX, WORD PTR X SUB AX, WORD PTR Y MOV WORD PTR Z, AX

这三条做的是：Z 的低 16 位 = X 的低 16 位 - Y 的低 16 位

如果低 16 位不够减，SUB 会让 CF = 1。

2. 再算高 16 位

MOV AX, WORD PTR X+2 SBB AX, WORD PTR Y+2 MOV WORD PTR Z+2, AX

这里用 SBB，不用 SUB。

因为如果低 16 位发生借位，CF = 1，高 16 位要再减 1。

所以：高 16 位 = X 高 16 位 - Y 高 16 位 - CF

这就是 SBB 的作用。

3. 这个思想非常重要

多字节运算的基本套路：低位先算，高位后算用 CF 传递进位或借位

加法用：ADDADC

减法用：SUB SBB

四、INC 和 DEC

INC 是加 1。DEC 是减 1。

格式：

INC dest DEC dest

功能：

INC: dest ← dest + 1DEC: dest ← dest - 1

例如：

INC SI DEC CX

常见用途：修改地址指针，修改循环计数器

1. INC/DEC 的操作数

操作数可以是：8 位寄存器 16 位寄存器 内存单元

例如：

INC AX INC AL INC WORD PTR [SI] DEC CX

不能是立即数：INC 5 不合法。

2. INC/DEC 不影响 CF

这个很重要。INC/DEC 会影响：

PF、AF、ZF、SF、OF

但不影响：CF因为 INC/DEC 常用于循环计数和地址调整，如果每次都改变 CF，就会破坏多字节加减法中的进位/借位状态。

所以：INC AX哪怕 AX 从 FFFFH 变成 0000H，CF 也不会因此改变。

五、NEG 求补指令

NEG 是 Negative，求负。

格式：NEG dest

功能：dest ← 0 - dest

也就是把操作数变成相反数。

例如：AL = 05H （0000 0101） NEG AL

执行后：AL = FBH（1111 1011）补码即使取反加1（0000 0100）之后加1（0000 0101）就是5，但是原本有符号位1，表示负数

在 8 位补码中，FBH 表示 -5。

1. NEG 的本质是求补码

机器里带符号数用补码表示。要求一个数的相反数，就是求它的补码。（只针对负数而言，正数的补码是自己，负数的补码是取反加1）

例如 8 位中：0000 0101B = +5

取反加 1：1111 1010B + 1 = 1111 1011B

也就是 FBH，表示 -5。所以 NEG 可以理解成：取反加 1

但从指令定义上看，是：0 - 操作数

2. NEG 对标志位的影响

NEG 会影响所有算术状态标志。特别注意 CF：

如果操作数原来是 0，NEG 后 CF = 0如果操作数原来不是 0，NEG 后 CF = 1

因为：0 - 非零数，需要借位。还有一个特殊情况：

8 位最小负数 -12816 位最小负数 -32768

它们取负后仍然无法表示。

例如 8 位：-128 的补码 = 80H

取负还是 80H，因为 +128 超出了 8 位带符号数范围。

这时：OF = 1

六、例 4.11：求一组带符号数的绝对值

书上例子是：AREA1 中有 100 个带符号数，把它们的绝对值存到 AREA2

程序：

LEA SI, AREA1 LEA DI, AREA2 MOV CX, 100 CHECK: MOV AL, [SI] OR AL, AL JNS NEXT NEG AL NEXT: MOV [DI], AL INC SI INC DI DEC CX JNZ CHECK HLT

我们逐句读。

1. 初始化指针

LEA SI, AREA1 LEA DI, AREA2

意思是：SI 指向源数组 AREA1，DI 指向目标数组 AREA2

然后：MOV CX, 100

CX 作为循环计数器，表示处理 100 个数。

2. 取一个数

MOV AL, [SI] 从 AREA1 当前元素取一个字节到 AL。

因为题目说是 100 个带符号数，一般这里按字节带符号数处理。

3. 判断正负

OR AL, AL这个操作很巧。

AL 和自己 OR，结果还是 AL 本身，所以 AL 的内容不变。

但是 OR 会影响标志位，尤其是 SF 和 ZF。

如果 AL 最高位是 1，说明它是负数，执行 OR 后：SF = 1

如果 AL 最高位是 0，说明它是非负数：SF = 0

然后：JNS NEXT

JNS 是 Jump if Not Sign，意思是：如果 SF = 0，就跳到 NEXT

也就是如果这个数不是负数，就不用求补，直接保存。

4. 如果是负数，就求补

NEG AL把负数变成它的相反数，也就是绝对值。

例如：AL = F6H F6H 是 -10。

执行 NEG 后：AL = 0AH也就是 +10。

5. 保存结果并移动指针

MOV [DI], AL把绝对值写入目标数组。

INC SI INC DI

两个指针都加 1，指向下一个元素。

DEC CX JNZ CHECK

处理完一个数，循环次数减 1。

如果 CX 不为 0，继续循环。

如果 CX = 0，说明 100 个数都处理完了。

七、CMP 比较指令

CMP 是 Compare。

格式：CMP dest, src

功能：计算 dest - src但不保存结果只影响标志位

它本质上和 SUB 类似，只是结果不写回 dest。

例如：

CMP AX, BX

CPU 内部做：

AX - BX然后根据结果设置 FLAGS。

但 AX 和 BX 的内容都不变。

1. CMP 常用于条件转移前

例如：

CMP AX, BX JE EQUAL JA ABOVE JB BELOW

意思是先比较 AX 和 BX，再根据标志位决定跳不跳。

2. 判断相等

如果 dest - src = 0则 ZF = 1

所以：CMP AX, BX JZ SAME

或者：CMP AX, BX JE SAME

表示 AX 和 BX 相等就跳转。

3. 无符号数比较看 CF

对于无符号数：

dest < src → CF = 1dest ≥ src → CF = 0

例如：

CMP AX, BX JB SMALLER

JB 是 Jump if Below，用于无符号小于。

4. 带符号数比较看 SF 和 OF

这里要特别提醒一下：带符号比较的标准规则是看：SF ⊕ OF

如果：SF ⊕ OF = 1

说明：dest < src

如果：SF ⊕ OF = 0

说明：dest ≥ src

所以带符号小于常用：JL

带符号大于常用：JG

课本这一行如果你看到写成 “OF 和 CF”，从 8086 标志位原理上看，带符号比较应当是 SF 和 OF；CF 是给无符号比较用的。

八、MUL 和 I MUL 乘法指令

接下来是乘法。8086 的乘法指令有两个：

MULIMUL

区别是：

MUL：无符号乘法IMUL：带符号乘法

1. MUL/I MUL 都只有一个显式操作数

例如：MUL BL I MUL BX

看起来只有一个操作数，但另一个操作数是隐含的。

2. 8 位乘法

如果源操作数是 8 位：MUL reg8/mem8

那么隐含：AL × 源操作数

结果放在 AX 中：AX ← AL × src8

例如：

MOV AL, 12H MOV BL, 10H MUL BL

执行的是：AX = AL × BL

3. 16 位乘法

如果源操作数是 16 位：MUL reg16/mem16

那么隐含：AX × 源操作数

结果是 32 位，放在：DX:AX

也就是：DX 放高 16 位 AX 放低 16 位

例如：MUL BX

执行的是：DX:AX = AX × BX

4. 为什么结果要用两倍长度？

因为两个 16 位数相乘，结果最多可能是 32 位。

例如：FFFFH × FFFFH

结果肯定超过 16 位。

所以 8086 用 DX:AX 保存完整结果，避免乘法结果丢失。

九、MUL 对标志位的影响

MUL 主要影响：CF 和 OF

对于无符号乘法：

如果结果的高半部分为 0，则 CF = OF = 0如果结果的高半部分不为 0，则 CF = OF = 1

8 位乘法：结果在 AX如果 AH = 0，则 CF=OF=0如果 AH ≠ 0，则 CF=OF=1

16 位乘法：结果在 DX:AX如果 DX = 0，则 CF=OF=0如果 DX ≠ 0，则 CF=OF=1

意思是：高半部分有有效数字，说明低半部分装不下完整结果

十、I MUL 对标志位的影响

I MUL 是带符号乘法。它也主要看 CF 和 OF。但判断标准稍微不同。

对于带符号乘法，如果高半部分只是低半部分符号位的扩展，则说明低半部分已经能正确表示结果。

这时：CF = OF = 0

否则：CF = OF = 1

举个直观例子：

如果 16 位乘法结果是一个可以用 AX 正确表示的带符号数，那么 DX 只应该是 AX 符号位的扩展：

AX 是正数 → DX 应该是 0000HAX 是负数 → DX 应该是 FFFFH

如果不是这样，说明 DX 中包含了有效结果，AX 单独装不下。

十一、DIV 和 I DIV 除法指令

除法指令有两个：

DIVIDIV

区别：DIV：无符号除法 IDIV：带符号除法

和乘法一样，它们也只有一个显式操作数。这个操作数是：除数

被除数是隐含的。

1. 8 位除法

如果除数是 8 位：DIV reg8/mem8

那么被除数隐含为 AX。

执行：AX ÷ src8

结果：AL = 商AH = 余数

例如：

MOV AX, 1234H MOV BL, 12H DIV BL

意思是：AX ÷ BL商放 AL，余数放 AH

2. 16 位除法

如果除数是 16 位：DIV reg16/mem16

那么被除数隐含为 DX:AX。

执行：DX:AX ÷ src16

结果：AX = 商 DX = 余数

例如：DIV BX

意思是：DX:AX ÷ BX商放 AX 余数放 DX

3. I DIV 类似，只是按带符号数解释

I DIV reg8/mem8

表示：带符号 AX ÷ src8AL = 商AH = 余数

I DIV reg16/mem16

表示：带符号 DX:AX ÷ src16AX = 商DX = 余数

除法最容易出错的点，除法比乘法更容易出问题。

1. 被除数必须提前准备好

8 位除法：被除数必须在 AX

16 位除法：被除数必须在 DX:AX

不能随便写：DIV BX

然后以为 CPU 会拿某个普通寄存器去除。

它一定是：DX:AX ÷ BX

2. 商不能超范围

8 位除法商放 AL，所以商必须能放进 8 位：0 ~ 255

16 位除法商放 AX，所以商必须能放进 16 位：0 ~ 65535

如果商太大，CPU 会产生除法错误中断。

3. 除数不能为 0

这个不用多说，除数为 0 会产生除法错误。

总结：这一批内容可以压缩成几组重点：

1. 地址传送

LEA：取有效地址 EALDS：取远指针，偏移送 reg，段值送 DS LES：取远指针，偏移送 reg，段值送 ES

最重要区别：MOV 取内容 LEA 取地址

2. 标志位传送

LAHF：FLAGS 低 8 位 → AH SAHF：AH → FLAGS 低 8 位PUSHF：FLAGS 入栈 POPF：栈顶 → FLAGS

3. I/O 传送

IN：从端口输入到 AL/AX OUT：从 AL/AX 输出到端口

端口小于 256 可以直接写端口号，大端口地址放 DX。

4. 算术指令

ADD/SUB：普通加减ADC/SBB：带进位/借位加减，用于多字节运算INC/DEC：加 1/减 1，不影响 CFNEG：求补，等价于 0 - 操作数CMP：比较，只影响标志位，不保存结果MUL/IMUL：无符号/带符号乘法DIV/IDIV：无符号/带符号除法

5. 隐含寄存器特别多 乘除法一定要记住隐含寄存器：

8 位乘法：AL × src8 → AX16 位乘法：AX × src16 → DX:AX8 位除法：AX ÷ src8 → AL 商，AH 余数16 位除法：DX:AX ÷ src16 → AX 商，DX 余数

这几条是考试和写程序都非常常用的。下一页应该会继续讲 DIV/I DIV 的注意事项，以及 CBW、CWD、BCD 调整指令。